POV旋转LED制作经历.doc

POV旋转LED制作经历POV旋转LED制作经历POV旋转LED制作经历POV旋转LED制作经历作者：小卒POV旋转LED屏原理也非常简单，就好像是普通的流水灯，然后让流水灯再旋转起来，利用人眼的视觉暂留时间就可以在大脑中形成完整的文字。亲手制作的旋转LED，废话不多说，先上几张成品效果图，由于属于业余爱好，个人经费预算有限，多种物料都取之废品之上，纯属业余，如文中有理解不正确之处还请多多指正。为了这张图片，断断续续累积把我近3个月的业余时间都用掉了，虽然不是什么高科技玩意儿，网上也有很多教程，不过自己亲手做出来也不是件那么容易的事,经历了许多困难，下面一一道来，以便后续有爱好者制作时参考，少走些弯路.之前用51单片机作过一个摇摇棒，效果一般，因为每个人摇动的速度及幅度都不一样，导致在不同的人手里显示效果有差异,后来想升级改进一下程序,无意间想起之前在LED广告展览会上看到过一个球形的旋转LED广告牌，可以当作地球仪也可以显示字和图片等，所以自己也想搞一个旋转LED显示来玩玩儿，也因此把那个摇摇棒升级的事抛一边不管了。画原理图:首先就是画原理图，如下图所示，原理图比较简单，主控制部分我用现成的STM32迷你开发板替代的（主要是没钱打样PCB板啊），下面对其他部分电路大概简述一下:此系统供电压为5V，电流1.5A以上的电源RTC电池供电：此部分是电池为RTC实时时钟供电，用于掉电后保存数据(暂没安装电池）Boot启动选择:选择STM32以哪种方式启动，具体启动方式可参考ST官网规格书SWD：此为J-Link仿真调试接口，SWD模式只需前4pin针即可USART:USB转TTL串口通讯接口红外接收和红外发射：我使用的是一个红外对射管（包含一个发射和一个接收)无线供电发射与接收:此部分我是在淘宝上买的现成的模块,原因后续再讲无线供电时钟源：产生方波，给无线供电电路提供脉冲源LED显示部分：原理图画的32颗LED灯（PA和PB每个口16个LED），因为平衡问题旋转时抖动太大，故实际我只用了PB口的16个LED灯,即16点阵,来减小抖动量,有兴趣的可以试一下32点阵选物料,搭电路:PCB画板打样费用较贵，故用现有的STM32迷你开发板替代主控部分，其他电路手动搭建,紧接着就是选物料,电子物料选的基本都是常用物料，电机是从被宝宝报废掉的玩具上拆的；初步调试：写程序，先在开发板上进行主程序的调试,在没有旋转的情况下进行刷屏显示(即流水灯），看点阵显示是否正常，经过两周业余时间的调试,主程序在没有旋转中断的情况下没什么问题了安装电机:因为电机需要固定在一个支架上，手头又没有合适支架,后来实然想到用红牛罐,于是去超市买罐红牛,喝完后把上盖打磨去掉，然后再在底部打上安装孔，将电机固定在红牛罐上，由于是金属罐感觉还算结实，以方便后续组装连调用如下两图为固定电机用的红牛罐下图为PCB托板固定于电机轴上无线供电：无线供电部分，我认为是本制作第一个遇到的难点,最初我是按如上原理图进行焊接调试的，显波器单独测试方波发生电路没问题,可以调节电容的大小产生不同频率的方波，由于测试不方便，后续测试我用信号发生器替代，线圈是我从变压器里拆的漆包线自己绕的（下面有图）,线圈越扁平效果越好,开始用8050三极管驱动线圈发射电磁场，接收端接LED没问题，可以正常供电，但供电电流太小（个人理解在一定范围内电磁场变化越快，传输效率应该越高），经测试用20KHz左右的方波驱动时供电电流最大，短路电流也只有80mA左右,无法满足设备运行所需的功率；后来又用大功率MOS管替代8050三极管，一下把LED都给烧了，感觉挺强劲的，测量其短路电流能达到220mA以上，实际组装后发现开发板有时能工作，有时不能工作，发射线圈电流也挺大的但LED亮度却十分微弱，再拆下来单独测试线圈，对比发现有两个问题传输距离达不到要求,在收发线圈紧挨着时最流最大,稍微离开点(约3-4mm左右)电流就迅速减小涡流效应，因为红牛罐是金属的,PCB托板为多层板，内层也存在大面积铺铜,在变化的磁场中会产生涡流,吸收磁场产生热量（类似于电磁炉）随后把红牛罐换成了一塑料的，PCB托板也找了一个双层板且无铺铜板子替代，把铜走线全部拆掉后测试，效果有所改善，网上查得提高频率可增加传输距离,但实际验证是提高频率后功率却减小了，距离也没感觉到有啥改善，也许是因为集肤效应的缘故吧，因为是自己绕的线圈,用的是单股的粗线，待频率提高后由于集肤效应电流只在导线的表面走，因为是单股线表面积有限，导致功率变小，手里没有多股细漆包线,无法进一步验证，无奈选择淘宝购买一个线圈，无意间发现有成套的无线供电模块，于是买了一套，用于替代原理图上的无线供电收发电路那部分，有了此模块可省去不少时间，无线供电部分到此为止算是淘宝帮我解决了.待后续有时间了